43. Почему не используется цикл Карно при псу?

С учетом условий работы теплосилового оборудования практическое осуществление этого цикла нецелесообразно, так как при работе на влажном паре, который представляет собой поток сухого насыщенного пара со взвешенными в нем капельками воды, что обусловливает тяжелые условия работы проточных частей турбин и компрессоров, течение становится газодинамически несовершенным и внутренний относительный КПД этих машин η снижается.

Важно и то, что компрессор для сжатия влажного пара с малыми давлениями и большими удельными объемами представляет собой весьма громоздкое, неудобное в эксплуатации устройство, на привод которого затрачивается чрез- мерно большая энергия. По этим причинам цикл Карно, осуществляемый во влажном паре, не нашел практического применения.

44. Схема и простой цикл Ренкина во влажном паре в «p-V» координатах?

1 – паровой котел,2- турбина,3- электрогенератор,4- конденсатор,5- насос

Влажный пар в конденсаторе полностью конденсируется в воду по изобаре p2=const(точка 3). Затем вода сжимается насосом от давления p2 до давления p1(участок 3-5). Из насоса вода под давлением p1 поступает в котел, где к ней при p1=const подводится теплота. Вначале вода в котле нагревается до кипения(5-4), а затем по достижении температуры кипения происходит процесс парообразования (4-1). Сухой насыщенный пар, получаемый в котле, поступает в турбину, где расширяется(1-2 адиабата). Отработанный влажный пар поступает в конденсатор и цикл замыкается.

34 - адиабатное сжатие воды в питательном насосе 41 - нагрев воды, испарение

12 - адиабатное расширение в турбине 23 - конденсация пара в конденсаторе

Плюсы простого цикла Ренкина:

малая работа сжатия (сжимается вода, изменение объема мало)

-изобарные и адиабатные процессы легче осуществлять

-верхняя Т может подняться за счет перегрева пара до высоких температур (цикл Ренкина с перегревом).

45. В чем преимущества простого цикла Ренкина по сравнению с циклом Карно для псу?

Отличие цикла Ренкина по сравнению с циклом Карно заключается в следующем: отвод теплоты от влажного пара в конденсаторе производится до тех пор, пока весь пар полностью не сконденсируется. В этом случае сжатию подлежит не влажный пар, а вода. По сравнению с удельным объемом влажного пара, удельный объем воды весьма мал, а ее сжимаемость пренебрежимо мала по сравнению со сжимаемостью влажного пара. Для перемещения воды из конденсатора в котле с одновременным повышением ее давления применяются не компрессоры, а насосы, компактные и простые по устройству, потребляющие весьма мало энергии для своего привода.

46. Схема и цикл Ренкина с перегретым паром в «p-V» координатах?

В паровом котле 1 за счет подвода теплоты Q1 образуется пар при постоянном давлении p1. В ПП 2 он доплнительно нагревается и переходит в состояние перегретого пара. Из ПП пар поступает в паровой двигатель 3(в паровую турбину с электрогенератором), где полностью или частично расширяется до давления p2 с получением полезной работы. Отработанный пар направляется в холодильник –конденсатор 4, где полностью или частично конденсируется при постоянном давлении p2. После холодильника сконденсированный пар поступает на вход насоса 5 , в котором давление жидости повышается с p2 до первоначального p1, после чего жидкость поступает в паровой котел. Цикл замыкается.

4-1 изобара, где подводится теплота в нагревателе, 1-2 адиабата расширения пара в паровой турбине

2-3 изобара отвода теплоты в олодильнике-конденсаторе, 3-4 изохора повышения давления воды в насосе

4-5 линия процесса повышения температуры жидкости после насоса до температуры ее кипения при давлении p1.

5-1’ – превращение кипящей жидкости в сухой насыщенный пар

1’-1 – процесс подвода теплоты в ПП для превращения сухого насыщенного пара в перегретый